2022年2022年滑动轴承在农业机械中的使用与维护 .pdf

2007 年 11 月农 机 化 研 究第 11 期- 74 - 滑 动 轴 承 在 农 业 机 械 中 的 使 用 与 维 护张凯1，郝静1，李漫江2（ 1. 南通职业大学，江苏南通 226007； 2. 江苏经贸职业技术学院，南京 210007）摘要： 轴承主要用来支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度和减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。为此 ，探讨了滑动轴承的工作原理、常见故障类型及采取的防范措施，针对故障原因对滑动轴承进行日常维护 ，为推动轴承在农业机械中的合理使用和维护提供参考依据。关 键词：机械设计；滑动轴承；分析；农业机械；使用；维护中 图分类号：TH133.31 文献 标 识码： A 文章 编号： 1003 188X(2007)11 0074 030 引言 轴承主要用来支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度和减少转轴与支承之间的摩擦和磨损，在农业机械中有着广泛的应用。由于农业机械往往是在重载、振动、有冲击的恶劣环境下工作，因此轴承的合理使用与维护就显得非常重要。而滑动轴承正是具有承载能力大、工作可靠、耐冲击、吸振、可以剖分等优点，非常适合应用于高速重载，有巨大冲击和振动的农机作业。由于滑动轴承广泛的应用，其故障也成为农机作业常见的机械故障。掌握滑动轴承的工作原理、了解常见故障类型及故障原因、针对故障原因采取排除故障的具体措施，乃至根据滑动轴承的工作原理对滑动轴承进行日常维护以防范故障发生，是机械维修人员必须达到的技术目标。1 滑动轴承的结构及工作原理 滑动轴承由轴承盖、轴承座、轴瓦、联接螺栓等组成。轴瓦是滑动轴承的重要零件，用于直接支承轴颈。在轴瓦内表面，以进油口为中心沿纵向、斜向或横向开有油沟，以利于润滑油均匀地分布在整个轴颈上。滑 动 轴 承 通 过 轴 瓦 内 表 面 之 间 的 运 动 进 行 工作，运动产生的滑动摩擦力会对滑动轴承的运动产生阻碍。在滑动轴承表面若能形成润滑膜将运动副表面分开，则滑动摩擦力可大大降低，由于运动副表面不直接接触，因此也避免了磨损。因此，润滑膜的形成是滑动轴承能够正常工作的基本条件。影响润滑膜形成的因素有润滑方式、运动副相对运动速度、润滑剂的物理性质和运动副表面的粗糙度等。在滑动轴承的应用中，保持良好的润滑可以降低摩擦功耗，减少磨损，同时还起到冷却、吸振、防锈等作用。2 滑动轴承的失效形式 滑动轴承在正常使用过程中，由于逐渐磨损直到最后失去工作能力、结束其使用寿命，这种自然损伤是难以避免的。但如果因装配调整不当、润滑油品质不好或使用条件恶劣等因素致使轴承过早地磨损或出现各种故障，则是人为造成的早期损坏。早期损坏不仅大大降低轴承的使用寿命，同时也会影响农业机械的正常工作。根据经验，滑动轴承早期损坏的常见形式有机械损伤、轴承穴蚀、疲劳点蚀、轴承合金腐蚀、轴承烧熔、轴承走外圆等。2.1 机械损伤滑 动 轴 承 机 械 损 伤 是 指 轴 瓦 的 合 金 表 面 出 现不同程度的沟痕，严重时在接触表面发生金属剥离以及出现大面积的杂乱划伤。一般情况下，接触面损伤与烧蚀现象同时存在，造成其损伤的主要原因是轴承表面难以形成油膜或油膜被严重破坏。2.2 轴承穴蚀 滑动轴承在冲击压力的反复作用下，表面层发生塑性变形和冷作硬化，局部丧失变形能力，逐步形成裂纹并不断扩展，然后随着磨屑的脱落，在受载表面层形成穴蚀。一般轴瓦发生穴蚀时，是先出现凹坑，然后凹坑逐步扩大并引起合金层界面的开裂，裂纹沿着界面的平行方向扩展，直到剥落为止。滑动轴承穴蚀的主要原因是：由于油槽和油孔等结构要素的横断面突然改变引起油流强烈紊乱，在油流紊乱的真空区形成气泡，随后由于压力升高，气收 稿 日 期 ： 2007-02-27 作 者 简 介 ：张凯（ 1966- ） ，男 ，黑 龙 江 呼 兰 人 ，高 级 工 程 师 ，(E-mail)。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 2007 年 11 月农 机 化 研 究第 11 期- 75 - 泡溃灭而产生穴蚀。穴蚀一般发生在轴承的高载区，即轴承的下轴瓦上。重载、高速，且载荷和速度变化较大的滑动轴承中，常产生轴承穴蚀现象。2.3 疲劳点蚀 轴承疲劳点蚀是由于超负荷工作，使得轴承工作过热及轴承间隙过大，造成轴承中部疲劳损伤、疲劳点蚀或者疲劳脱落。此损伤大多是因超载、轴承间隙过大，或者润滑油不清洁混有异物所致。因此，使用时应注意避免轴承超载工作，不要以过低或过高的转速运转，确保正常的轴承间隙。2.4 轴承合金腐蚀 轴承合金腐蚀一般是因润滑油不纯，润滑油中所含的化学杂质使轴承合金氧化而生成酸性物质，引起轴承合金部分脱落，形成无规则的微小裂孔或小凹坑。轴承合金腐蚀的主要原因是润滑油选用不当、轴承材料耐腐蚀性差。2.5 轴承烧熔 轴 颈 和 轴 承 摩 擦 副 之 间 有 微 小 的 凸 起 金 属 面直接接触，形成局部高温，在润滑不足、冷却不良的情况下，使轴承合金发黑或局部烧熔。此故障常为轴颈与轴承配合过紧所致；润滑油压力不足也容易使轴承烧毁。2.6 轴承走外圆轴承走外圆就是轴承在座孔内有相对转动。轴承走外圆后，不仅影响轴承的散热，容易使轴承内表面合金烧蚀，而且还会使轴承背面损伤，严重时烧毁轴承。其主要原因是，轴承过短、加工或者安装不符合规范等。3 滑动轴承的合理使用与维护 滑动轴承早期损坏比轴承烧毁要常见得多，因此预防滑动轴承早期损坏就显得非常重要。滑动轴承的正确维护是减少轴承早期损坏的有效途径，也是延长轴承寿命的可靠保证。因此，在农业机械的日常维护和维修中，必须从轴承合金材料的合理选用、提高轴承的维修和装配质量、合理地选用和加注润滑油及改善轴承的工作条件等方面入手。一旦滑动轴承有异常现象或出现过早磨损的征兆，就要认真查明原因，并采取相应的措施，重视对滑动轴承早期损坏的预防。3.1 滑动轴承的合理选用 选用滑动轴承时，要考虑轴承的热平衡以控制温升。要从轴承的上轴瓦顶部开进油孔，使润滑油从非承载区引入；在轴瓦内表面以进油孔为中心沿纵向或横向开油槽，利于润滑油均匀分布在轴颈上以控制温升。开油槽一般是靠经验，但主要掌握原则：一是润滑油应从油膜压力最小处输入轴承；二是油槽开在非承载区，否则会降低油膜的承载能力；三是油槽轴向不能开通，以免油从油槽端部大量流失；四是水平安装轴承油槽开半周，不要延伸到承载区，全周油槽应开在靠近轴承端部处。另外，在轴瓦顶部开进油孔，油槽可围绕进油孔为中心，开宽度与孔径相等的油槽，形状可采取“一 ” 字形、 “” 字形、 “ 王” 字形等。除了要保证滑动轴承油槽的合理结构外，还应根据滑动轴承的工作情况，合理选用轴承的材料。轴承材料必须具备摩擦因数小，导热性好，热膨胀系数小，耐磨、耐蚀及抗胶合能力强，且有足够的机械强度和可塑性。因此， 轴瓦材料常选巴氏合金。3.2 提高轴承的维修和装配质量滑动轴承维修和装配质量的高低，对轴承的性能的充分发挥起着至关重要的作用。在对轴承进行维修和装配时，应保证轴承背面光滑无斑点，定位凸 点 完 整 无 损 ； 自 身 的 弹 开 量 一 般 控 制 在0.5 1.5mm 范围内，这样就可以保证装配后轴瓦借助自身弹力与轴承座孔贴合紧密。装在轴承座内的上下两片轴瓦的每端均应高出轴承座平面3050 m，高出量可保证按规定扭矩拧紧轴承盖螺栓后轴承与轴承座紧密配合，产生足够的摩擦自锁力，轴承不致松动，散热效果好，防止轴承烧蚀和磨损。轴承的工 作 面 不 能 用 刮 配 法 达 到 75% 85%接 触 印 痕 为 衡量标准，应在不刮削时就使轴承和轴颈的配合间隙达到要求。此外，在维修和装配时要严格按照工艺规范操作，防止因装入方法不当而造成安装不正以及轴承螺栓的扭矩不均或不符合规定，从而产生弯曲变形和应力集中，导致轴承早期损坏。3.3 合理地选用和加注润滑油滑动轴承润滑质量的好坏，是影响其性能发挥的另一重要因素。在选用和使用润滑油时，要采用油膜表面张力小的润滑油，在形成的气泡溃灭时，油流的冲击作用相应减小，可有效地预防轴承穴蚀。润滑油的粘度等级不可随意增加，以免增加轴承的焦化倾向。润滑油油量必须在标准范围内，润滑油和加油用工具必须清洁，加注润滑油的场所应无污染、无风沙，防止一切污染物的侵入。同时，采取密封措施， 注意定期检查和更换润滑油。不同品质、不同粘度等级及不同使用类型的润滑油禁止混用，润滑油加注前的沉淀时间一般不应小于48h。滑动轴承的润滑方式有多种，应根据机器的具体结构和工作状况进行有针对性地选择。其具体润滑方式有：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 2007 年 11 月农 机 化 研 究第 11 期- 76 - 1) 手 动 润 滑 。 在 发 现 轴 承 的 润 滑 油 不 足 时 ，通常采用加油器注油。这种方法难以保持油量一定，通常只用于轻载、低速或间歇运动的轴承。为了防止污物混入，最好在加油孔上设置防尘盖或球阀，并用毛毡、棉、毛等作为过滤装置。2) 滴 油 润 滑 。 从 容 器 经 孔 、 针 、 阀 等 供 给 大致为定量的润滑油，最经典的是滴油油杯。滴油量随润滑油粘度、轴承间隙和供油孔位置不同有显著变化。此法常用于圆周速度小于4 5m/s 的轻载和中载轴承。3) 油 环 润 滑 。 仅 能 用 于 卧 轴 的 润 滑 方 法 。 靠挂 在 轴 上 并 能 旋 转 的 环 将 油 池 的 润 滑 油 带 到 轴 承中。适用于轴径大于50mm的中速和高速轴承。油环最好是无缝的，轴承宽径比小于2 时，可只用1 个油环，否则需用两个油环。4) 油 绳 润 滑 。 靠 油 绳 的 毛 细 管 作 用 和 虹 吸 作用将油杯中的润滑油引到轴承中，用于圆周速度小于 4 5m/s 的轻载和中载轴承，油绳还有过滤作用。5) 油 垫 润 滑 。 利 用 油 垫 的 毛 细 管 作 用 ， 将 油池中的润滑油涂到轴径表面。此方法能够使摩擦表面经常保持清洁，但尘埃也会堵塞毛细孔造成供油不足。油垫润滑的供油量通常只有油润滑的1/20 。6) 油 浴 润 滑 。 将 轴 承 的 一 部 分 浸 入 润 滑 油 中的润滑方法，这种方法常用于竖轴轴承，而不宜用于卧轴轴承。7) 飞 溅 轴 承 。 靠 油 箱 中 旋 转 件 的 拍 击 而 飞 溅起来的润滑油供给轴承，适用于较高速度的轴承。8) 喷 雾 润 滑 。 将 润 滑 油 雾 化 喷 在 摩 擦 表 面 的润滑方法，适用于高速轴承。9) 压 力 供 油 润 滑 。 靠 润 滑 泵 的 压 力 向 轴 承 供油，将从轴承流出的润滑油回收到油池以便循环使用，是供油量最多，且最稳定的润滑方法，适用于高速、重载、重要的滑动轴承。4 结语 滑动轴承是农业机械中的一个重要部件，其使用及维护的合理与否，将直接影响到其性能的发挥，对农业机械的正常作业起着至关重要的作用。因此，应从滑动轴承的选用、安装和润滑等各个环节严格把关，延长其使用寿命，确保设备正常运转。参考文献： 1 成 大 先 . 机 械 设 计 手 册 K.北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 , 2004. 2 费 鸿 学 , 李 玉 梅 . 机 械 设 计 基 础 M.北 京 : 高 等 教 育出版社 ,2005. 3 卜炎 . 实 用 轴 承 技 术 手 册 K.北 京 : 机 械 工 业 出版社 ,2004. 4 李 柱 国 . 内 燃 机 滑 动 轴 承 M.北 京 : 机 械 工 业 出 版社 ,2003. 5 李洪 . 实 用 轴 承 手 册 K.北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 , 2001. The Use and Maintain of Sliding Bearing in Farm Machinery ZHANG Kai1, HAO Jing1, LI Man-jiang2(1.Nantong Vocational University, Nantong 226007, China; 2.Jiangsu Economic Commerce Vocational Technology College, Nanjing 210007, China) Abstract: The bearing mainly uses for bearing and on the axis the components, and the maintenance axis revolves between the precision and the reduced revolution axis and the supporting friction and the attrition. Therefore, has discussed the guard measure which the sliding bearing principle of work, the common breakdown type and adopts, carries on the routine maintenance in view of the breakdown reason to the sliding bearing, for impels the bearing provides the reference in farm machinery reasonable use and the maintenance. Key words: machine design; sliding bearing; analysis; farm machinery; use; maintenance名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -